Läpäisevyyskonsepti, yksiköt, tekijät, esimerkit

Se läpäisevyys Materiaalin kyky antaa virtaus ylittää sen joko sen pitkällä tai leveällä. Nyt virtaus voi olla kaikenlainen: nestemäinen, kaasumainen, sähköinen, magneettinen, kalori jne. Kemian ja tekniikan suhteen virtaukset ovat yleensä nestemäisiä tai kaasuja; Fysiikassa ollessaan ne ovat sähkö- tai magneettikentän linjoja.

Tästä viimeisestä kohdasta puhutaan magneettisesta läpäisevyydestä, jota merkitään μ -symbolilla. Jotta materiaali olisi läpäisevä virtaus, sen on suoritettava kyseisen virtauksen aiheuttama hetkellinen muutos tai kyettävä muuttamaan virtausta sinänsä.

Magneettikentän läpäisevyys materiaalien läpi. Lähde: Marled, Ranskan capyions poistettu [1]/cc: llä (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/1.0)

Kolmen materiaalin magneettisia permeasureita verrataan ylemmässä kuvassa. B on magneettisen vuon tiheys, jota edustaa linjojen lukumäärä. H on materiaalin ympäröivän ulkoisen magneettikentän voimakkuus. Siksi havaitaan, että sinertävä materiaali ei ole kovin läpäisevä, kun taas keltaiset ja vaaleanpunaiset ovat suuremmassa määrin.

Vaaleanpunainen materiaali on läpäisevää magneettisesta näkökulmasta, koska se on magnetoituin. Siksi magneettikentän lisääntyminen sen läpi tapahtuu (b >> h).

[TOC]

Yksiköt

Magneettisen läpäisevyyden yksikkö on Henry metriä kohti, h/m o n · a². Sen kaava on:

μ = b/h

Tämä koskee magneettista läpäisevyyttä. Mutta mikä on enemmän olennaista läpäisevyyttä? Kuten nestemäisen virtauksen, joka yrittää liikkua kiinteän tai kalvon huokosten läpi.

Esimerkiksi öljykerrostumien muodostavien kivien läpäisevyys. Tämän tyyppisille ilmiöille käytetään yksikköä C.g.s. nimeltään Darcy, D (9.86923 · 10^-23 m²-A.

Voi palvella sinua: aktivointienergia

Yksikkö D on erityisen varattu geologisille tieteille ja öljyteollisuudelle, varsinkin kun se viittaa raakaöljyisäiliöiden poraukseen.

Suhteellinen läpäisevyys

Palattuaan magneettiseen läpäisevyyteen, materiaali on läpäisevämpi kuin toinen, jos sen arvo μ_{r -} on vanhempi. Tämä arvo puolestaan ​​osoittaa, kuinka läpäisevää materiaalia verrataan tyhjyyteen. Niin, että jos μ_{r -} Se on suurempi kuin 1, se tarkoittaa, että materiaali on magnetoitu ja on erittäin läpäisevä magneettikenttäviivoille.

Toisaalta, jos μ_{r -} Se on alle 1, tarkoittaa, että sen magnetointi vaikuttaa tai vähentää magneettikenttälinjoja. Voidaan sanoa, että tämä materiaali on "puolivälissä" magneettikenttään. Samaan aikaan μ_{r -} tasa -arvoinen tai hyvin lähellä yhtä, toteaa, että magneettikenttä ylittää materiaalin häiritsemättä, kuten tyhjiössä tapahtuu.

Μ -arvot ovat hyvin muuttuvia samalla materiaalilla, joten suhteellinen läpäisevyys on edullinen vertaamalla kahta tai useampaa materiaalia toisiinsa.

Läpäisevyyden määrittävät tekijät

Affiniteetti virtaukseen

Jotta materiaali olisi läpäisevä, sen on sallittava sen läpi kulkevan kyseisen virtauksen. Samoin materiaalin on koettava muutos, vaikka se olisi lievä, tämän virtauksen takia. Tai muuten nähty, materiaalin on muokattava tai häiritsevä virtausta.

Magneettisessa läpäisevyydessä materiaali on läpäisevämpi kuin toinen, jos sen magnetointi on suurempi ulkoisen magneettikentän koettaessa.

Sillä välin tekniikan kannalta tyypillisempää materiaalia läpäisevyydessä on välttämätöntä, että materiaali on ”märkä” virtauksen. Esimerkiksi materiaali on läpäistävä ennen tietyn nesteen, sanoa vettä, jos sen pinta ja välittäjät onnistuvat kostuttamaan. Muuten vesi ei koskaan kulje materiaalin läpi. Paljon vähemmän, jos materiaali on hydrofobista ja pysyy aina kuivana.

Voi palvella sinua: elektroninen tiheys

Tämä virtauksen materiaalin "affiniteetti" on tärkein tekijä, joka määrittelee, onko se ensisijaisesti läpäisevä vai ei.

Huokosten koko ja ohjaus

Materiaalien läpäisevyys nesteille tai kaasulle jättäen syrjään magneettisen läpäisevyyden, paitsi että materiaalin affiniteetti itsessään, myös huokosten koko ja suuntaus.

Silin huokoset ovat sisäisiä kanavia, joille virtaus kulkee. Jos ne ovat hyvin pieniä, pienempi tilavuus kulkee materiaalin läpi. Samoin, jos huokoset on suunnattu asentoon, joka on kohtisuorassa virtauksen suuntaan, niiden siirtymä on hitaampi ja loukkaantunut.

Lämpötila

Lämpötilalla on tärkeä rooli materiaalien läpäisevyydessä. Tämä vaikuttaa tapaan, jolla materiaalit magnetoidaan, ja myös kuinka nesteet ja kaasut liikkuvat niiden sisällä.

Yleensä korkeammassa lämpötilassa, suurempi läpäisevyys, kun nesteiden viskositeetti vähenee ja lisää nopeutta, jolla kaasut leviävät.

Virtausvoimakkuus

Magneettikentän voimakkuus vaikuttaa magneettiseen läpäisevyyteen. Tämä pätee myös neste- ja kaasuvirtoihin, joissa sen voimakkuus määritellään paine, jota virtaus kohdistaa materiaalin pinnalle.

Esimerkkejä läpäisevyydestä

Lattia

Maaperän magneettinen läpäisevyys riippuu sen mineraalien koostumuksesta ja niiden magneettisista tyypeistä. Toisaalta sen nestemäinen läpäisevyys vaihtelee sen jyvien koon ja sen säännöksien mukaan. Tarkkaile esimerkiksi seuraavaa videota:

Se vertaa eri kiinteiden aineiden läpäisevyyttä. Huomaa, että savi, jolla on pienimmät jyvät, on se, joka mahdollistaa vähiten veden ylittää sen.

Voi palvella sinua: Rautasulfidi (II): Ominaisuudet, riskit ja käytöt

Samoin on huomattava, että ilmestyvä vesi on pilvinen, koska se on märkä vastaavat kiinteät aineet; lukuun ottamatta kiviä, koska niiden väliset välit olivat erittäin suuria.

Tyhjä

Tyhjiön magneettinen läpäisevyys on noin 12.57 × 10⁻⁷ H/m, ja se on merkitty μ_{0 -}. Materiaalien tai etenemisvälineiden läpäisevyydet μ jaetaan tämän arvon välillä μ: n saamiseksi_{r -} (μ/ μ_{0 -}-A.

Rauta

Rautaesimerkistä keskustellaan yksinomaan magneettisen läpäisevyyden suhteen. Tälle metallille puhtaassa tilassaan (99.95%), sen μ_{r -} on 200 000. Eli magneettikenttälinjat välitetään kaksisataa tuhatta kertaa voimakkaammin raudan kautta kuin tyhjiössä.

Vettä

Veden suhteellinen läpäisevyys on 0.999 992. Eli se tuskin eroaa tyhjästä magneettikentän etenemisen suhteen.

Kupari

Μ_{r -} kuparista on 0.999 994. Se on käytännössä melkein sama kuin veden. Koska? Koska kuparia ei ole magnetoitu eikä tee niin, magneettikenttä ei kasva sen läpi.

Puu

Μ_{r -} puusta on 1.000 000 43. Se on käytännössä sama kuin tyhjiö, koska puu kärsii jopa halveksittavista magnetoinnista sen epäpuhtauksien takia.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen.
2. Wikipedia. (2020). Läpäisevyys (sähkömagnetismi). Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Virtaussimulaatio. (2018). Mikä on läpäisevyys? Palautettu: Laskin.org
4. Evan Bianco. (27. tammikuuta 2011). Mikä on darcy? Toipunut: AgileCientific.com
5. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysiikka tieteen ja tekniikan fysiikka. Osa 1. Seitsemäs. Painos. Meksiko. Cengage Learning Editors.
6. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (6. toukokuuta 2020). Magneettinen läpäisevyys. Encyclopædia britannica. Toipunut: Britannica.com
7. Damien Howard. (2020). Mikä on magneettinen läpäisevyys? - Määritelmä ja esimerkki. Opiskelu. Toipunut: Opiskelu.com